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磁约束

  既然在地球引力的条件下不行,用实物制成的容器也不行,科学家就采用由封闭磁场组成的“容器”,来约束电离了的等离子体。这种容器又叫磁瓶或磁笼,它由磁力线组成,看不见,摸不着,不怕高温烈火烧。用磁场实现聚变的方法称为磁约束。

托卡马克圆环形聚变反应室  20世纪50年代初期,前苏联科学家塔姆和萨哈罗夫,提出托卡马克的概念。托卡马克是磁线圈圆环室的俄文缩写,又称环流器。第一个托卡马克装置,1954年在前苏联库尔恰托夫原子能研究所建成。在此之前,从1946年开始,其他的磁约束概念也曾相继提了出来。

  在托卡马克装置中,聚变反应是在圆环形的聚变反应室内进行的。这个室像一个汽车轮胎的内胎一样。圆环上绕的线圈产生的强磁场,使等离子体保持在圆环的中心,不会和圆环的内壁接触。首先用感应产生的大电流,对等离子体进行加热。这种加热是利用等离子体有电阻的特性进行的,所以又叫电阻加热或欧姆加热。但是随着温度的升高,本已微弱的等离子体电阻又急剧下降。所以用欧姆加热,在一般情况下很难使等离子体内的离子温度超过1000万℃。因此需要在欧姆加热的基础上,对等离于体进行二次加热。可以采用注入具有很高能量的不带电的原子束,即中性束的办法。1978年美国科学家用这个办法,将等离子体加热到7000万℃取得了令人鼓舞的成绩。此外还可以用离子回旋共振加热等方法,其所需的设备比中性束注入要简单,但也有一些新的技术问题。这些加热方法均会使约束时间缩短。

等离子体  聚变能量释放的因素

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